多專業(yè)應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗教學(xué)研究
時間:2022-12-30 08:59:17
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近幾年(2014年起)我國教育部改革方向明確指出:全國普通本科高等院校1200所學(xué)校中,將有600多所逐步向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)型的大學(xué)本科院校正好占高校總數(shù)的50%.應(yīng)用型本科大學(xué)的辦學(xué)特點的關(guān)鍵詞是“應(yīng)用型”,旨在為社會培養(yǎng)和輸送大量應(yīng)用型人才.簡言之,是將學(xué)生培養(yǎng)為走出校門便能夠直接進(jìn)入社會并為社會服務(wù)的技術(shù)型人才.因此,我國應(yīng)用型本科院校的教育對滿足經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,對高端技術(shù)應(yīng)用型人才的需要以及中國高等教育大眾化進(jìn)程的推進(jìn)起了積極的促進(jìn)作用[1].
1大學(xué)物理實驗課程的重要性及現(xiàn)狀
大學(xué)物理實驗作為一門基礎(chǔ)性實驗課程,是所有理工科學(xué)生進(jìn)入校園接觸的第一門重要的基礎(chǔ)實驗課程.旨在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實際操作能力,加強學(xué)生對物理理論知識及實驗原理的理解,同時也為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他的專業(yè)知識培養(yǎng)較強的思維模式和科學(xué)素養(yǎng).隨著全國高校教育技術(shù)的革新和發(fā)展,大學(xué)物理實驗在教學(xué)中的漏洞也在逐漸凸顯.以南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院為例,全校所有工科院系以及部分文科專業(yè)在培養(yǎng)方案中都將大學(xué)物理實驗作為本科一年級學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程.然而經(jīng)過幾年的實驗教學(xué)發(fā)現(xiàn),我校大學(xué)物理實驗課程的現(xiàn)狀為:實驗內(nèi)容一成不變,沒有針對性,大綱制定的實驗順序沒有結(jié)合學(xué)生的專業(yè)情況;實驗講義不是結(jié)合應(yīng)用型本科院校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力制定;實驗室教學(xué)管理混亂等等.并且,廣泛調(diào)研顯示,以上提及的不良現(xiàn)狀,廣泛存在于大多數(shù)應(yīng)用型本科院校中.
2針對教學(xué)現(xiàn)狀的改革探索
在大學(xué)物理實驗教學(xué)過程中的諸多問題,會影響學(xué)校的教學(xué)安排,阻礙學(xué)校向現(xiàn)代應(yīng)用型大學(xué)的轉(zhuǎn)變進(jìn)程,不利于學(xué)生在學(xué)校及走入社會后的發(fā)展,因此針對應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗的教學(xué)改革勢在必行.在本文中,以南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院為例,提出了3點關(guān)于教學(xué)改革的想法.
2.1因材施教分層培養(yǎng)
大學(xué)物理實驗教學(xué)的改革首先應(yīng)該結(jié)合不同專業(yè)的教學(xué)特色與培養(yǎng)方向.大學(xué)物理實驗課作為一門重要的基礎(chǔ)課程,它的目標(biāo)群體是不同院系多個不同的專業(yè),不同專業(yè)有不同的專業(yè)特色,這對大學(xué)物理實驗課程提出了不同的專業(yè)需求.大學(xué)物理實驗課程在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和獨立思考能力的過程中,應(yīng)當(dāng)提供不同的側(cè)重點,以配合不同的專業(yè)培養(yǎng)方向,達(dá)到更好的教學(xué)目的.改革后的大學(xué)物理實驗課程應(yīng)使應(yīng)用型本科院校的學(xué)生,在課堂上不僅能獲得基礎(chǔ)能力培養(yǎng),更能產(chǎn)生對自己專業(yè)課程的啟發(fā)及思考.例如,我校土木工程專業(yè)和機械工程專業(yè)的學(xué)生在培養(yǎng)其動手能力的同時也應(yīng)提高其作圖、處理數(shù)據(jù)的能力,這些能力可以應(yīng)用于其他專業(yè)課程中,以提高學(xué)生對于大學(xué)物理實驗課程的認(rèn)同感,因此設(shè)置“長度的測量與數(shù)據(jù)處理”、“金屬絲楊氏模量的測定”等實驗較為適合.而汽車工程和計算機專業(yè)的學(xué)生在日常學(xué)習(xí)生活中,更需要的是內(nèi)容設(shè)計、邏輯分析能力,因此在安排大學(xué)物理實驗課程的過程中,應(yīng)該更多地設(shè)置一些設(shè)計性實驗,把課堂的時間交給學(xué)生,讓學(xué)生討論設(shè)計實驗步驟,互相合作完成實驗,減少對實驗結(jié)果、數(shù)據(jù)處理能力的要求,例如“電表的改裝與校準(zhǔn)”、“示波器的使用”等實驗.在改革大學(xué)物理實驗教學(xué)中,為了更有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、探究能力和自主學(xué)習(xí)能力,一定要結(jié)合各專業(yè)特色,因材施教,分層培養(yǎng).具體的實驗內(nèi)容亦需要打破傳統(tǒng)教學(xué)中各個專業(yè)完全相同的桎梏,考慮對不同的院系使用不同的實驗項目組合.例如在第一學(xué)期為土木學(xué)院開設(shè)長度的測量與數(shù)據(jù)處理、金屬楊氏模量的測定、電表的改裝等實驗課程,為通信專業(yè)的學(xué)生開設(shè)示波器的使用、惠斯通電橋、傳感器的使用等實驗課程等.這些大學(xué)物理課程與所學(xué)專業(yè)課程相互呼應(yīng),互為補充.這樣的培養(yǎng)方式能夠夯實學(xué)生的基礎(chǔ),為其在學(xué)習(xí)結(jié)束后走入社會做好準(zhǔn)備.實驗項目排列的順序也同樣重要,大部分應(yīng)用型本科大學(xué)按部就班地根據(jù)大綱制定的實驗順序教學(xué),然而大部分大綱制定的實驗順序是按力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理等實驗順序編排的[2],并沒有結(jié)合各專業(yè)實際授課情況.例如,我校實驗項目“示波器的使用”原本安排在第二學(xué)期,而通信專業(yè)學(xué)生在第二學(xué)期專業(yè)課程中需要用示波器觀察并測量信號,因此需要將該實驗項目調(diào)整到第一學(xué)期,保證學(xué)生在對儀器真正了解熟悉之后再應(yīng)用到專業(yè)課程學(xué)習(xí)當(dāng)中,使學(xué)生能夠真正學(xué)以致用,同樣對專業(yè)課程的推進(jìn)也有極大的促進(jìn)作用.綜上所述,因材施教,分層培養(yǎng)要求大學(xué)物理課程在實驗內(nèi)容的設(shè)置、實驗順序的安排等方面應(yīng)該結(jié)合學(xué)校各專業(yè)的專業(yè)特色、培養(yǎng)方向.多方面統(tǒng)籌兼顧,使大學(xué)物理實驗在學(xué)生心中變成專業(yè)課程的預(yù)習(xí)與實踐課程,提高學(xué)生對大學(xué)物理實驗課程的認(rèn)識程度與重視程度,增加其認(rèn)同感,大學(xué)物理實驗課程的教學(xué)效果亦會有顯著的提高.
2.2改革實驗教材
目前大部分的應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗在教學(xué)中的教材或講義采用的都是各大著名高校的教材,并沒有結(jié)合應(yīng)用型本科的辦學(xué)特點和學(xué)生實際情況.全國各個省份高考的模式不完全相同,部分省份對物理考核要求高,而部分省份則較低,因此,即便是同一個專業(yè)的學(xué)生,他們的物理基礎(chǔ)也可能大不相同.這種情況會導(dǎo)致在大學(xué)物理實驗的學(xué)習(xí)中,部分學(xué)生能將物理理論與實驗原理結(jié)合起來,并具有一定的實驗操作基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)分析和處理能力,而部分學(xué)生的物理理論和實驗基礎(chǔ)就相對薄弱.隨著應(yīng)用型本科辦學(xué)規(guī)模的不斷擴大,這種差異也愈發(fā)凸顯,這對實驗教材的編寫提出了較為苛刻的要求[2].針對目前南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院的實際情況,我們對實驗教材的改革提出了以下3點思路.
2.2.1引導(dǎo)性的課前預(yù)習(xí)講義
大學(xué)物理實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和思維能力.學(xué)生在上課前的預(yù)習(xí)工作在教學(xué)中是一個很重要的環(huán)節(jié),而課前預(yù)習(xí)主要依靠教材或者講義,如果教材中實驗原理的編寫偏難偏怪,不僅直接影響學(xué)生對該實驗項目的第一印象,阻礙學(xué)生對實驗原理的理解,甚至?xí)驌魧W(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和對物理實驗的學(xué)習(xí)興趣.因此,一篇能夠引導(dǎo)學(xué)生理解實驗原理,激發(fā)學(xué)生好奇心的課前預(yù)習(xí)講義便尤為重要.在我校教育改革中,課前預(yù)習(xí)講義是與教材結(jié)合在一起的,但講義中課前的預(yù)習(xí)內(nèi)容設(shè)置得相對簡單易懂,更多的是利用圖畫、案例、實物等,使學(xué)生能夠快速地對實驗有一定的了解.例如“示波器的使用”,采用畫圖的形式將示波器的每一個大的元件按其運行的順序連起來,使學(xué)生形象直觀地明白這個實驗是要做什么,同時激起學(xué)生對這個實驗的好奇心.
2.2.2層次化的實驗要求
應(yīng)用型本科的大學(xué)物理實驗教材應(yīng)結(jié)合應(yīng)用型本科學(xué)生的實際學(xué)習(xí)能力、物理知識的理解能力等,教材的制定應(yīng)當(dāng)簡單化、直觀化、易懂化.例如“三線扭擺法測定物體的轉(zhuǎn)動慣量”,講解其實驗原理時為了避免繁雜的大堆文字,可用直觀的“流程”圖形代替,用簡單易懂的文字注解,用較為貼合學(xué)生專業(yè)的實例來類比講解,這樣利于學(xué)生對實驗原理的理解,同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使其愿意主動動腦筋去思考實驗更深層次的知識,然后再在課堂實驗操作中實踐,這樣更利于培養(yǎng)學(xué)生較強的思考能力.對于一些較復(fù)雜的實驗原理編寫可采用先易后難的方式,先以容易理解的文字和圖片做簡單的敘述,讓學(xué)生對實驗有一個大致的了解,再對實驗項目做具體詳細(xì)的解釋.在實驗項目的最后可列出和每個實驗項目相匹配的學(xué)習(xí)網(wǎng)站或文章,這樣不僅可以加強學(xué)生的預(yù)習(xí)效果,而且可以加強學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,同時還可以有效地提高學(xué)生的探索能力和思維能力.教材的制定還應(yīng)考慮各專業(yè)學(xué)生的接受能力.由于應(yīng)用型本科大學(xué)各專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)不盡相同,在各個實驗學(xué)習(xí)過程中的接受能力也參差不齊,因此在實驗要求方面應(yīng)該有層次化.較低的實驗要求猶如較低的門檻,使基礎(chǔ)較差的學(xué)生也能夠從實驗中獲得成就感,在實驗完成后有所得;較高的實驗要求猶如陡峭的山峰,使能力較高的學(xué)生在“攀爬”求索中更加明白科學(xué)的樂趣,體驗努力與收獲的興奮.在我校教改實踐中,我們采用多層次實驗要求的方式,例如在“示波器的使用”中,初級的實驗要求為“熟練使用示波器并掌握各個按鍵、旋鈕的功能”,若學(xué)生提前完成實驗要求,便可以進(jìn)行更高層次的實驗要求,對于喜歡探索的學(xué)生,實驗教師可適當(dāng)給予鼓勵.
2.2.3詳細(xì)的課后講解與豐富的課余生活
學(xué)生在課后的時間主要是完成實驗數(shù)據(jù)的處理與實驗報告,他們通過整堂實驗課程的學(xué)習(xí),必然有許多疑問,所以,在教材的定制過程中,應(yīng)該對實驗原理做詳細(xì)地說明講解,便于學(xué)生在課后研究翻閱.在學(xué)生更多的課余時間內(nèi),為了服務(wù)于對物理感興趣的學(xué)生,我們增設(shè)了許多選做探究實驗,這些實驗的實用性和趣味性較強,方便學(xué)生自主探究,豐富學(xué)生的課余生活,增加他們對物理的了解.另外,我校擬通過開設(shè)“求索”物理實驗社團(tuán),舉辦趣味物理實驗論文小競賽等活動,建立一個輕松活躍的實驗環(huán)境,來提高那些基礎(chǔ)較弱學(xué)生對物理實驗學(xué)習(xí)的興趣.以上3點教改思路貫徹學(xué)生學(xué)習(xí)的整個過程,能夠全方位、立體地為學(xué)生考慮,從學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、理解能力出發(fā),提高學(xué)生對大學(xué)物理的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生自主探究、獨立思考的能力,更為學(xué)生打造了一個輕松愉快積極的學(xué)習(xí)氛圍.在教材的定制方面,需要貼合各專業(yè)的特色,考慮不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,對課程內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)與詳細(xì)講解,圖文并茂,附加豐富的拓展內(nèi)容,便于學(xué)生自主探究,提升自我.優(yōu)秀的實驗教材是實驗教學(xué)的基礎(chǔ),對于應(yīng)用型本科大學(xué)物理教學(xué)的建設(shè),這一點尤為重要.
3管理制度革新
應(yīng)用型本科院校由于其獨特性,大部分院校并沒有完善的全職師資條件,目前較多應(yīng)用型本科院校大學(xué)物理實驗課程由兼任物理理論課程的教師或外聘兼職教師擔(dān)任[3],然而大部分物理理論教師沒有經(jīng)過正規(guī)、系統(tǒng)的實踐操作培訓(xùn),這樣必然影響教學(xué)效果.因此,師資隊伍的建設(shè)和實驗室教學(xué)管理亦是教育改革需要關(guān)注的重點.目前大學(xué)物理實驗師資教學(xué)現(xiàn)狀為:(1)部分專職實驗員由于實驗室的薪酬、管理等問題對從事實驗教學(xué)工作有所排斥;(2)部分外聘教師對于大學(xué)物理實驗沒有充分的教學(xué)經(jīng)驗;(3)實驗室管理制度不夠完善,存在制度盲點.要加強實驗師資隊伍的建設(shè),可以通過制定相關(guān)政策的方式來實施.在南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院的大學(xué)物理實驗課程教學(xué)改革中,規(guī)定到崗實驗教師必須要經(jīng)過實質(zhì)性的訓(xùn)練,對每一個實驗項目以及實驗儀器熟練精通,能夠在現(xiàn)有實驗儀器、實驗項目的基礎(chǔ)上設(shè)計出更多的實驗項目,并能夠帶領(lǐng)學(xué)生共同創(chuàng)新.學(xué)校為教師提供培訓(xùn)、出國進(jìn)修等學(xué)習(xí)機會,鼓勵物理教師發(fā)自內(nèi)心、認(rèn)真、負(fù)責(zé)地從事物理實驗教學(xué).這種“獎培”并重的方式能夠使大學(xué)物理實驗教師重新認(rèn)識大學(xué)物理實驗教學(xué),對于教學(xué)任務(wù)不排斥,更加積極地投入到教學(xué)改革中.對于外聘教師的培訓(xùn),學(xué)校提出的要求與專職教師完全相同,外聘教師必須具有足夠的大學(xué)物理實驗教學(xué)經(jīng)驗.教師必須對學(xué)生負(fù)責(zé),有能力解決學(xué)生提出的問題,對大學(xué)物理實驗教學(xué)有自己的理解,才能勝任兼職教師的工作.在外聘教師招聘制度上要求嚴(yán)格,既是對學(xué)生負(fù)責(zé),也是對學(xué)校的名譽負(fù)責(zé).其次,加強實驗室建設(shè)和管理.大學(xué)物理實驗室是各大學(xué)校教學(xué)、科研和社會服務(wù)的基礎(chǔ)和支撐,實驗室的建設(shè)和管理更是評判一個學(xué)校辦學(xué)條件、教學(xué)水平的重要標(biāo)志之一[4].然而,目前大部分的應(yīng)用型本科院校為了加強各學(xué)院的專業(yè)建設(shè)而忽視了對大學(xué)物理基礎(chǔ)實驗室的建設(shè),使得物理實驗室僅能開設(shè)大綱中制定的幾個實驗項目,而且不能夠為全體學(xué)生定時開放,并沒有做到物盡其能,實現(xiàn)其應(yīng)有的價值,因此加強實驗室的建設(shè)和管理非常重要.在實驗室建設(shè)過程中,學(xué)校應(yīng)表現(xiàn)出極大的重視,愿意投入經(jīng)費,并增設(shè)對外開放興趣型演示及設(shè)計型物理實驗室.此外,大學(xué)物理實驗教研室亦可搜集并打印著名物理學(xué)家們的成名史及軼聞趣事的小冊子,讓更多的學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時能夠了解知識創(chuàng)始的緣由,提高學(xué)生對物理實驗的興趣.在課余時間中,通過開辦物理社團(tuán)定期舉辦有趣的物理實驗小活動,讓物理知識融入到學(xué)生的日常生活中.實驗室管理制度的完善也很重要,包括具體的實驗教學(xué)人員、實驗工作人員崗位職責(zé),實驗人員考核、培訓(xùn)等;儀器設(shè)備維護(hù)與管理制度,實驗室基本信息收集制度等.這些制度的完善猶如精密的齒輪,使大學(xué)物理實驗課程教學(xué)能夠穩(wěn)定地“運轉(zhuǎn)”.教學(xué)改革中,完善的師資教學(xué)管理制度是其得以實施的動力.一個優(yōu)秀的師資團(tuán)隊能夠盡職盡責(zé)地完成教學(xué)任務(wù),也能夠積極投入到教學(xué)改革之中,與完善的實驗室管理制度相配合,能夠?qū)⒏母镄首畲蠡?,使實際教學(xué)改革效果更加突出.
4結(jié)束語
應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗的教學(xué)必須依據(jù)應(yīng)用型本科院校的實際辦學(xué)特點進(jìn)行改革,本文針對南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院的教學(xué)改革方式,從3大層面進(jìn)行了探究:(1)應(yīng)結(jié)合各專業(yè)的專業(yè)特色因材施教、分層培養(yǎng);(2)改革制定和應(yīng)用型本科學(xué)生能力相適應(yīng)的實驗教材;(3)加強師資隊伍以及實驗室的建設(shè)和管理.應(yīng)用型本科大學(xué)物理實驗的教學(xué)改革是一條漫長的路,需要每位教師在教學(xué)細(xì)節(jié)中摸索.應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)必須以“應(yīng)用”為主旨,要求符合新世紀(jì)社會及企業(yè)對人才提出的各種要求,全方位改革教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置及教學(xué)模式,配合應(yīng)用型本科院校各專業(yè)課程要求及培養(yǎng)方向,在人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮卓越的筑基作用.
作者:白靜 單位:南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院
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